公布日：2022.04.08
申請(qǐng)日：2021.12.27
分類號(hào)：C02F3/00(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種基于聚糖菌的污水處理工藝，本發(fā)明所述污水處理工藝?yán)蒙锘\反應(yīng)器和氨氮吸附功能填料，待處理污水在生物籠中停留2‑12小時(shí)進(jìn)行污水處理，生物籠中的污水每10分鐘至每3小時(shí)頻率下的交替厭氧‑好氧環(huán)境；污水在反應(yīng)器停留過(guò)程中，污水中的污染物被生物膜進(jìn)行有效降解，并最終達(dá)標(biāo)排放。所述污水處理工藝低能耗且高效進(jìn)行生物脫氮；在該方法的作用下，能馴化出高豐度聚糖菌生物膜，在高豐度聚糖菌生物膜作用下，氨氮吸附填料能夠反復(fù)的吸附污水中的氨氮污染物；基于高豐度聚糖菌生物膜能夠最大限度利用污水中的BOD進(jìn)行反硝化，從而在低碳氮比污水的處理中獲得較高的總氮去除率。本發(fā)明所述污水處理工藝所需處理設(shè)備占地面積小，能耗小，運(yùn)行成本低，后期維護(hù)簡(jiǎn)單。
權(quán)利要求書
1.一種基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，所述基于聚糖菌的污水處理工藝?yán)蒙锘\反應(yīng)器和置入其中的氨氮吸附功能填料，待處理污水在生物籠中停留2-12小時(shí)進(jìn)行污水處理，污水處理時(shí)生物籠的污水每10分鐘至每3小時(shí)頻率下的交替厭氧-好氧環(huán)境；污水在反應(yīng)器停留過(guò)程中，污水中的污染物被生物膜進(jìn)行有效降解，并最終達(dá)標(biāo)排放。
2.根據(jù)權(quán)利根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，生物籠的籠體按照各部分每10分鐘至每4小時(shí)進(jìn)行一次交替浸沒(méi)與水中和曝露與空氣中。
3.根據(jù)權(quán)利根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，包括如下步驟：1）設(shè)置生物籠反應(yīng)器和水槽，所述生物籠反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)組成包括水槽、籠體和氨氮吸附功能填料，氨氮吸附功能填料固定在籠體內(nèi)，籠體懸與水槽上方；所述籠體體積的½至⅔浸沒(méi)于水槽的水中，其余部分曝露與空氣中；2）活性污泥置入生物籠反應(yīng)器籠體的氨氮吸附功能填料中，所述生物籠反應(yīng)器的籠體通入待處理污水；3）待處理污水在生物籠中停留2-12小時(shí)進(jìn)行污水處理，此時(shí)生物籠的籠體按照各部分每10分鐘至每4小時(shí)進(jìn)行一次交替浸沒(méi)與水中和曝露與空氣中；4）污水在反應(yīng)器停留過(guò)程中，污水中的污染物被生物膜進(jìn)行有效降解，并最終達(dá)標(biāo)排放。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，步驟2）所述待處理污水的進(jìn)水模式采用序批式模式，序批式的水力停留時(shí)間為2-12小時(shí)，進(jìn)水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，即水力停留時(shí)間的生物處理后，每間隔2-12小時(shí)排空反應(yīng)器，再通入新的污水。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，步驟2）所述待處理污水的進(jìn)水模式為連續(xù)式，在此模式下污水持續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，并同時(shí)等流速排出反應(yīng)器，污水在反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為2-12小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，所述生物籠反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)組成還包括驅(qū)動(dòng)裝置和自動(dòng)控制組件，其中自動(dòng)控制組件由時(shí)控開(kāi)關(guān)和電磁閥組成；所述自動(dòng)控制組件分別對(duì)籠體轉(zhuǎn)動(dòng)和系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)行控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，所述氨氮吸附功能填料由氨氮吸附材料和親水性多孔材料復(fù)合而成，其中氨氮吸附材料選自沸石、活性炭、生物炭、粉煤灰或膨潤(rùn)土中的任意一種；親水多孔材料選自聚氨酯泡沫、脲醛泡沫或三聚氰胺泡沫中的任意一種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，所述生物籠反應(yīng)器的籠體轉(zhuǎn)速為
0.125-3轉(zhuǎn)/小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，所述生物籠反應(yīng)器的籠體轉(zhuǎn)速0.5-1轉(zhuǎn)/小時(shí)根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)方式為通過(guò)時(shí)控開(kāi)關(guān)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，所述生物籠反應(yīng)器的水槽還設(shè)置有出水口，出水口排空水的同時(shí)能排出老化脫落的生物膜。
11.根據(jù)權(quán)利要求11所述的基于聚糖菌的污水處理工藝，其特征在于，所述生物籠反應(yīng)器的水槽內(nèi)水的溶解氧小于0.2mg/L。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有聚糖菌污水處理工藝中存在的COD和氨氮不能多周期低能耗高效穩(wěn)定處理的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于聚糖菌的生物籠污水處理工藝。
所述基于聚糖菌的污水處理工藝?yán)蒙锘\反應(yīng)器和置入其中的氨氮吸附功能填料，待處理污水在生物籠中停留2-12小時(shí)進(jìn)行污水處理，污水處理時(shí)生物籠的污水每10分鐘至每3小時(shí)頻率下的交替厭氧-好氧環(huán)境；污水在反應(yīng)器停留過(guò)程中，污水中的污染物被生物膜進(jìn)行有效降解，并最終達(dá)標(biāo)排放。
為實(shí)現(xiàn)生物籠的污水每10分鐘至每3小時(shí)頻率下的交替厭氧-好氧環(huán)境，可設(shè)置生物籠的籠體按照各部分每10分鐘至每4小時(shí)進(jìn)行一次交替浸沒(méi)與水中和曝露與空氣中。
所述基于聚糖菌的污水處理工藝，包括如下步驟：1）設(shè)置生物籠反應(yīng)器和水槽，所述生物籠反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)組成包括水槽、籠體和氨氮吸附功能填料，氨氮吸附功能填料固定在籠體內(nèi)，籠體懸與水槽上方。所述籠體體積的½至⅔浸沒(méi)于水槽的水中，其余部分曝露與空氣中；所述籠體各部分每10分鐘至每4小時(shí)進(jìn)行一次交替浸沒(méi)與水中和曝露與空氣中，從而實(shí)現(xiàn)每10分鐘至每3小時(shí)頻率下的交替厭氧-好氧環(huán)境。
2）活性污泥置入生物籠反應(yīng)器籠體的氨氮吸附功能填料中，所述生物籠反應(yīng)器的籠體通入待處理污水，待處理污水在生物籠中停留2-12小時(shí)。
3）污水處理過(guò)程中，生物籠按照步驟（1）所描述的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，使得生物膜處在交替好氧-厭氧環(huán)境，同時(shí)也為生物膜提供一種饑餓盛宴的環(huán)境，這有利于培養(yǎng)出高豐度的聚糖菌生物膜。
4）污水在反應(yīng)器停留過(guò)程中，污水中的污染物被生物膜進(jìn)行有效降解，并最終達(dá)標(biāo)排放。
待處理污水的進(jìn)水模式采用序批式模式或連續(xù)模式，序批式的水力停留時(shí)間為2-12小時(shí)，進(jìn)水經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，即水力停留時(shí)間的生物處理后，每間隔2-12小時(shí)排空反應(yīng)器，再通入新的污水。
進(jìn)水模式為連續(xù)式時(shí)，在此模式下污水持續(xù)進(jìn)入反應(yīng)器，并同時(shí)等流速排出反應(yīng)器，污水在反應(yīng)器的水力停留時(shí)間為2-12小時(shí)。
進(jìn)一步的，所述生物籠反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)組成還包括驅(qū)動(dòng)裝置和自動(dòng)控制組件，其中自動(dòng)控制組件由時(shí)控開(kāi)關(guān)和電磁閥組成；所述自動(dòng)控制組件分別對(duì)籠體轉(zhuǎn)動(dòng)和系統(tǒng)進(jìn)出水進(jìn)行控制。
所述氨氮吸附功能填料由氨氮吸附材料和親水性多孔材料復(fù)合而成，其中氨氮吸附材料包括：沸石，活性炭，生物炭，粉煤灰，膨潤(rùn)土等；親水多孔材料包括：聚氨酯泡沫，脲醛泡沫，三聚氰胺泡沫等。
所述生物籠反應(yīng)器的籠體轉(zhuǎn)速為0.125-3轉(zhuǎn)/小時(shí)，轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)方式為通過(guò)時(shí)控開(kāi)關(guān)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，且瞬時(shí)轉(zhuǎn)速不宜過(guò)快，比如若轉(zhuǎn)速設(shè)為0.5轉(zhuǎn)/小時(shí)，則實(shí)現(xiàn)方式為時(shí)控開(kāi)關(guān)控制電機(jī)進(jìn)而控制生物籠反應(yīng)器的籠體以0.25轉(zhuǎn)/分鐘工作2分鐘，之后停轉(zhuǎn)58分鐘，從而達(dá)到0.5轉(zhuǎn)/小時(shí)的目的。
通過(guò)生物籠的旋轉(zhuǎn)使水中生物膜處于厭氧環(huán)境，空氣中生物膜處于好氧環(huán)境，進(jìn)一步使得轉(zhuǎn)籠的生物膜在時(shí)間上交替經(jīng)歷厭氧和好氧。
相較于常規(guī)生物籠反應(yīng)器的籠體，本發(fā)明所述的生物籠反應(yīng)器的籠體由時(shí)控開(kāi)關(guān)控制轉(zhuǎn)籠轉(zhuǎn)動(dòng)。與0.5-1轉(zhuǎn)/小時(shí)的轉(zhuǎn)速，即每小時(shí)轉(zhuǎn)籠僅轉(zhuǎn)半圈或一圈，是達(dá)成馴化高豐度聚糖菌，達(dá)到高效污水處理效率和低能耗的關(guān)鍵所在。
本發(fā)明所述電磁閥控制的進(jìn)出水過(guò)程時(shí)間短則利于裝置正常運(yùn)行，宜在30分鐘內(nèi)完成，如果不考慮泵流量及功率，進(jìn)水時(shí)間越短越好。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)滿水反應(yīng)的時(shí)間較短，厭氧時(shí)間縮短，從而降低反硝化效果，阻礙TN去除。
本發(fā)明所述生物籠反應(yīng)器的水槽還設(shè)置有出水口，出水口排空水的同時(shí)能排出老化脫落的生物膜。
所述水槽內(nèi)溶解氧小于0.2mg/L。轉(zhuǎn)籠在超低轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，使水槽中溶解氧持續(xù)保持在低水平（小于0.2mg/L），從而滿足反硝化和聚糖菌厭氧合成PHA這兩個(gè)過(guò)程對(duì)溶解氧的要求。
本發(fā)明所述生物籠反應(yīng)器的籠體的工作時(shí)在空間上為縱向的好氧區(qū)和厭氧區(qū)，在時(shí)間上為交替的好氧區(qū)和厭氧區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化：好氧區(qū)為暴露在空氣中的部分，好氧區(qū)的生物膜發(fā)生硝化反應(yīng)使得氨氮吸附飽和的生物填料再生，而生物膜內(nèi)部發(fā)生反硝化反應(yīng)，同時(shí)好氧區(qū)生物膜代謝儲(chǔ)存的PHAs；厭氧區(qū)生物膜中的聚糖菌吸收BOD并以PHAs形式儲(chǔ)存，同時(shí)厭氧區(qū)生物填料吸附污水中的氨氮污染物。
本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：本發(fā)明提供一種低能耗高效生物脫氮的污水處理方法；在該方法的作用下，馴化出高豐度聚糖菌生物膜，在高豐度聚糖菌生物膜作用下，氨氮吸附填料能夠反復(fù)的吸附污水中的氨氮污染物；基于高豐度聚糖菌生物膜能夠最大限度利用污水中的BOD進(jìn)行反硝化，從而在低碳氮比污水的處理中獲得較高的總氮去除率。本發(fā)明所述污水處理工藝所需處理設(shè)備占地面積小，能耗小，運(yùn)行成本低，后期維護(hù)簡(jiǎn)單。
（發(fā)明人：成亮;成浩）
